KARAKTERISTIK KAPASITOR M. Raynaldo Sandita Powa ( )

dokumen-dokumen yang mirip
KARAKTERISTIK KAPASITOR. Program Pendidikan Fisika Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan Surya, Tangerang 2014

E 8 Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

MEMPERSEMBAHKAN. Kelompok. Achmad Ferdiyan R Anne Farida R U ( ) ( )

EKSPERIMEN FISIKA DASAR 2. Rangkaian RC PENGISIAN KAPASITOR

BAB II. Dasar Teori. = muatan elektron dalam C (coulombs) = nilai kapasitansi dalam F (farad) = besar tegangan dalam V (volt)

Kunci jawaban Posttest

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR II RANGKAIAN RC (RESISTOR DENGAN KAPASITOR)

Disusun oleh: RIZKY AMALIA NURLELA (060151)

I. Tujuan Praktikum. kapasitor. muatan listrik pada kapasitor. 1. Mengetahui bentuk dan jenis Kapasitor.

RANGKAIAN RESISTOR & HUKUM KIRCHOFF

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 2. RANGKAIAN LISTRIK DAN SUMBER ENERGI LISTRIKLatihan Soal 2.5

MODUL 8 RESISTOR & HUKUM OHM

Percobaan III Gejala Transien

DAN RANGKAIAN AC A B A. Gambar 4.1 Berbagai bentuk isyarat penting pada sistem elektronika

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA LAB SHEET RANGKAIAN LISTRIK. Pengisian dan Pengosongan Kapasitor dan Induktor

JOB SHEET 6 LISTRIK DAN ELEKTRONIKA DASAR KONDENSATOR. OLEH: MOCH. SOLIKIN, M.Kes IBNU SISWANTO, M.Pd.

ANALISIS RANGKAIAN RLC ARUS BOLAK-BALIK

RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

LAPORAN R-LAB PENGISIAN DAN PELEPASAN MUATAN DI KAPASITOR

KAPASITOR : ANTARA MODEL DAN REALITA oleh : Sugata Pikatan

Olimpiade Sains Nasional Eksperimen Fisika Agustus 2009 Waktu 4 Jam

RANGKAIAN SERI-PARALEL

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI Hambatan Listrik

A. Kompetensi Mengukur beban R, L, C pada sumber tegangan DC dan AC

PRAKTIKUM 2. Rangkaian Seri dan Paralel. Politeknik Elektronika Negeri Surabaya ITS Modul Praktikum Program Studi Teknik Komputer

Olimpiade Sains Nasional 2009 Eksperimen Fisika Hal 1 dari 18. Olimpiade Sains Nasional Eksperimen Fisika Agustus 2009 Waktu 4 Jam

Pengantar Rangkaian Listrik

RESISTOR DAN HUKUM OHM

Olimpiade Sains Nasional 2009 Eksperimen Fisika Hal 1 dari 13. Olimpiade Sains Nasional Eksperimen Fisika Agustus 2009 Waktu 4 Jam

Rancang Bangun Kapasitansi Meter Berbasis Arduino Board Menggunakan Rangkaian RC, Komparator dan Monostable. Afad Mirza Zulfy

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA DASAR

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK

12/26/2006 PERTEMUAN XIII. 1. Pengantar

Hukum Ohm. Fisika Dasar 2 Materi 4

Breadboard Breadboard digunakan untuk membuat dan menguji rangkaian-rangkaian elektronik secara cepat, sebelum finalisasi desain rangkaian dilakukan.

RESONANSI PADA RANGKAIAN RLC

BAB II ELEMEN RANGKAIAN LISTRIK

FISIKA. Sesi DUA KEPING SEJAJAR DAN KAPASITOR A. DUA KEPING SEJAJAR

Arus Listrik & Rangkaian Arus DC

Laporan Praktikum Analisa Sistem Instrumentasi Rectifier & Voltage Regulator

BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN

Gambar 2.1. Rangkaian Komutasi Alami.

Kapasitor dan Induktor

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II HUKUM OHM

Lampiran 5 POKOK BAHASAN HUKUM OHM UNTUK KELAS X 5 KELAS PRAKTIKUM REAL LEMBAR KERJA SISWA

BAB I TEORI RANGKAIAN LISTRIK DASAR

PERCOBAAN 10 RANGKAIAN DIFFERENSIATOR DAN INTEGRATOR OP-AMP

TOPIK 4. Kapasitansi. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN HASIL PENGUKURAN

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM. Bab ini menjelaskan tentang pengujian program yang telah direalisasi.

Universitas Indonesia

PENULISAN ILMIAH LAMPU KEDIP

PENGUKURAN LEVEL PERMUKAAN CAIRAN DENGAN PRINSIP KAPASITANSI MENGGUNAKAN PLAT SEJAJAR

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI FISIKA SOLUSI

GAYA GERAK LISTRIK KELOMPOK 5

Rangkaian Listrik. Modul Praktikum. A. AVO Meter

Laporan Praktikum Fisika Dasar 2. Rangkaian Hambatan Paralel. Dosen Pengasuh : Jumingin, S.Si

Percobaan 3 Rangkaian OPAMP

Jurnal Hukum Kirchoff

Gambar Rangkaian seri dengan 2 buah resistor

Kurikulum 2013 Antiremed Kelas 9 Fisika

Rangkaian RC PENGISIAN KAPASITOR

K13 Revisi Antiremed Kelas 12 Fisika

Kumpulan Soal Fisika Dasar II. Universitas Pertamina ( , 2 jam)

A. Kompetensi Menggunakan rangkaian seri-parallel resistor pada sumber daya tegangan searah.

MODUL 5 RANGKAIAN AC

POKOK BAHASAN HUKUM OHM UNTUK KELAS X 4 KELAS PRAKTIKUM VIRTUAL LEMBAR KERJA SISWA

SEMIKONDUKTOR. Komponen Semikonduktor I. DIODE

Modul 3 Elektronic WorkBench 5.12

b. Jika pernyataan benar, alasan benar, dan keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat

INSTRUMENTASI INDUSTRI (NEKA421) JOBSHEET 2 (PENGUAT INVERTING)

LAPORAN PRAKTIKUM PERCOBAAN 4 DIODA ZENER KELOMPOK 6 : 1. Setya Arief Pambudi (21) 2. Suci Indah Asmarani (22) 3. Syahadah Rizka Anefi (23)

DAN TEGANGAN LISTRIK

MODUL I RANGKAIAN SERI-PARALEL RESISTOR

Materi ajar. Kapasitor

3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

LISTRIK DINAMIS Listrik mengalir

ANALISIS FILTER INDUKTIF DAN KAPASITIF PADA CATU DAYA DC

JOBSHEET 2 PENGUAT INVERTING

BAB III HUKUM HUKUM RANGKAIAN

PENGANTAR ALAT UKUR. Bab PENDAHULUAN

ANALISIS RANGKAIAN RLC

RANGKAIAN ARUS SEARAH (DC)

III. METODE PENELITIAN. Penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Dasar dan

SOAL DAN PEMBAHASAN ARUS BOLAK BALIK

Pembacaan skala dan hasil pengukuran hambatan listrik =

III. TEORI PRAKTIKUM FISIKA - LISTRIK PERCOBAAN L1 RANGKAIAN LISTRIK SEDERHANA

Laporan Praktikum Pengukuran Tegangan AC dan DC Via Arduino (Wattmeter)

BAB IV CARA KERJA DAN PERANCANGAN SISTEM. Gambar 4.1 Blok Diagram Sistem. bau gas yang akan mempengaruhi nilai hambatan internal pada sensor gas

RANGKAIAN RLC. I. TUJUAN 1. Untuk mengetahui sifat rangkaian RLC.

MEMPELAJARI KOMPONEN DALAM RANGKAIAN LISTRIK SERTA MEMBANDINGKAN NILAI ARUS SECARA TEORITIS DAN INSTRUMENTAL

Percobaan 1 Hubungan Lampu Seri Paralel

Rangkaian Arus Bolak Balik. Rudi Susanto

BAB IV HASIL DAN ANALISIS Perancangan Sistem Pembangkit Listrik Sepeda Hybrid Berbasis Tenaga Pedal dan Tenaga Surya

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II RESISTIVITAS. Oleh: Dina Puji Lestari PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

Praktikum Elektronika Dasar dan Pengukuran

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I (E3)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Uji kemampuan pertemuan 1 No Soal Jawaban 1 Tuliskan fungsi alat ukur amperemeter dan voltmeter!

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan mulai pada November 2011 hingga Mei Adapun tempat

Transkripsi:

KARAKTERISTIK KAPASITOR M. Raynaldo Sandita Powa (20020047) Program Pendidikan Fisika Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan Surya, Tangerang 204. Pendahuluan Pada percobaan kali ini, akan dilakukan pengisian dan pengosongan sebuah kapasitor dan penghitungan waktu pada saat pengisian dan pengosongannya dengan menggunakan resistor yang berbeda-beda. Kapasitor dirangkai seri bersama dengan resistor. Diharapkan setelah melakukan percobaan ini, praktikan dapat memahami prinsip pengisian dan pengosongan kapasitor, serta mampu membuat grafik pengisian dan pengosongan kapasitor. Tegangan listrik pada kapasitor besarnya berbanding lurus dengan muatan listrik yang tersimpan di dalam kapasitor, hubungan ini dapat dituliskan menjadi: V = q C...() dengan: V = Tegangan Listrik (V (Volt)) Q = Muatan Listrik (C (Coulomb)) C = Kapasitas Kapasitor (F (Farad)) Jika kapasitor terhubung secara seri dengan sebuah resistor dalam sebuah rangkaian, maka besar tegangan yang terjadi pada resistor akan sebanding dengan arus listrik yang mengalir. Secara matematis dapat dituliskan: V = IR V = R dq dt...(2) Dari kedua persamaan tersebut, dapat diperoleh hubungan: q dq = R C dt atau dq = q...(3) dt RC maka akan didapatkan persamaan: q = q o. e t RC V = V o. e t RC...(4) Persamaan () di atas menyatakan peoses pengosongan pada sebuah kapasitor. Proses pengisian ini berlangsung secara eksponensial. Umumnya RC dituliskan dengan τ yaitu konstanta waktu pengisian atau pengosongan kapasitor. Untuk proses pengisian kapasitor persamaan 4 dapat ditulis ulang menjadi : V = V o. ( e t RC)...(5) dengan: V = Tegangan Listrik (V) t = Waktu (t) V o = Tegangan Sumber (V) R = Hambatan (Ω) C = Kapasitas Kapasitor (F) Grafik yang dibentuk oleh persamaan diatas adalah berupa grafik fungsi logaritmik. Untuk grafik pengisian dan pengosongan kapasitor dapat dilihat pada gambar dibawah ini: Gambar. Grafik Pengisian Kapasitor Gambar 2. Grafik Pengosongan Kapasitor

2. Metodologi Percobaan Skema Rangkaian Gambar 3. Skema Rangkaian Langkah Kerja Hal yang pertama dilakukan adalah membuat rangkaian sesuai dengan Gambar 3 menggunakan kapasitor berkapasitas 2200µF dan resistor 0kΩ. Kemudian memasang Voltmeter pada kapasitor secara paralel seperti pada Gambar 3. Setelah itu menghidupkan power supply bersamaan dengan stopwatch. Lalu mengamati dan mencatat waktu untuk setiap kenaikan Volt hingga tegangan kapasitor maksimum. Setelah tegangan kapasitor penuh dan waktu telah dicatat, stopwatch direset dan diaktifkan kembali bersamaan dengan dimatikannya sumber tegangan. Agar hambatan dalam pada power supply tidak bepengaruh terhadap waktu pengosongan kapasitor, rangkaian dilepaskan dari power supply, namun rangkaian tetap dalam keadaan rangkaian tertutup. Lalu kembali mengamati dan mencatat waktu pada stopwatch untuk setiap penurunan tegangan Volt hingga tegangan kapasitor minimum. Setelah percobaan pertama selesai, praktikan melakukan percobaan yang kedua. Percobaan kedua memiliki langkah kerja yang sama seperti percobaan pertama, tetapi menggunakan nilai R=00kΩ. 3. Hasil dan Pembahasan a. Data Hasil Percobaan Tabel. Data Pengamatan Pengisian Kapasitor untuk R=0k Ω (terukur 9,92kΩ) Vc (Volt) 0 0 2 88 6 02 2 9 47 3 3 3 4 8 2 5 24 55 6 33 43 7 48 2 8 5 42 88 8.9 Tabel 2. Data Pengamatan Pengosongan Kapasitor untuk R=0k Ω (terukur 9,92kΩ) 0 8.9 2 5 8 5 52 7 8 73 6 3 29 5 8 64 4 25 42 3 36 3 2 53 46 5 26 0 0 Tabel 3. Data Pengamatan Pengisian Kapasitor untuk R=00k Ω (terukur 00,5kΩ) 0 0 26 56 57 09 2 32 66 3 2 8 3 4 3 4 9 5 4 34 63 6 6 47 35 7 4 36 48 8 29 86 8.3 Tabel 4. Data Pengamatan Pengosongan Kapasitor untuk R=00k Ω (terukur 00,5kΩ) 0 8.3 3 30 8 30 4 7 0 43 6 38 66 5 2 24 44 4 3 23 63 3 4 47 72 2 7 2 56 26 0 93 0 2

b. Pembahasan Pada tahap pertama percobaan, praktikan merangkai resistor, kapasitor, voltmeter, dan power supply seperti pada skema Gambar 3. Untuk percobaan pengisian dan pengosongan pertama digunakan resistor dengan nilai pengukuran 9,92kΩ dan percobaan kedua digunakan resistor 00,5kΩ. Untuk membantu proses pengolahan data, praktikan menggunakan piranti lunak Igor Pro 6.35A. Untuk grafik, garis yang berwarna hijau menunjukkan hasil ideal dan yang berwarna merah menunjukkan hasil percobaan. Pada percobaan pertama pengisian kapasitor, pada saat power supply dihidupkan dan bersamaan diukur oleh stopwatch, nilai tegangan yang terukur di Voltmeter terus naik yang artinya kapasitor mulai terisi. Semakin mendekati tegangan maksimal, waktu pengisian semakin lambat dan waktu paling lama adalah ketika tegangan mencapai 8 Volt menuju tegangan maksimum. Tegangan maksimumnya juga tidak mencapai 9 Volt, yaitu 8,9 Volt. Data pengamatan bisa dilihat di Tabel. Untuk membuktikan secara teori, maka data-data perhitungan dihitung. Ketika memasukkan data di software Igor Pro, didapatkan invtau ( τ) = 0.046397±0.00066, lalu untuk mencari nilai C dihitung dengan cara = 2,726 mf = 272, 6μF. 0.046397 9,92 Hasilnya masih dalam rentang toleransi kapasitor yang bernilai 2200µF±0%. Jika dihitung, persentase hasilnya adalah 272,6 00% = 98,75 %. Persentase 2200 toleransi adalah,25%. Pada percobaan pertama pengosongan kapasitor, pada saat power supply dimatikan dan bersamaan diukur oleh stopwatch, nilai tegangan yang terukur di Voltmeter terus turun yang artinya kapasitor mulai mengosongkan tegangan. Dalam pengosongan tegangan, rangkaian tetap dalam keadaan tertutup dan tidak terhubung ke power supply. Hal ini dikarenakan nilai hambatan dalam pada power supply sedikit banyak berpengaruh pada waktu pengosongan kapasitor. Hal ini juga yang membuat praktikan harus mengulang percobaan ini dua kali karena lupa memutus sambungan dari power supply ke rangkaian. Semakin mendekati tegangan minimum, waktu pengisian semakin lambat dan waktu paling lama adalah ketika tegangan mencapai Volt menuju tegangan minimum. Data pengamatan bisa dilihat di Tabel 2. Untuk membuktikannya, maka data-data perhitungan dihitung. Ketika memasukkan data di software Igor Pro, didapatkan invtau ( τ) = 0.042793±0.00092, lalu untuk mencari nilai C dihitung dengan cara = 2,3556 mf = 2355, 6μF. 0.042793 9,92 Hasilnya masih dalam rentang toleransi kapasitor yang bernilai 2200µF±0%. Jika dihitung, persentase hasilnya adalah 2355,6 00% = 07,02 %. Persentase 2200 toleransi adalah adalah 7,04 %. Gambar 5. Grafik Pengosongan Kapasitor (R=9,92kΩ) Gambar 4. Grafik Pengisian Kapasitor (R=9,92kΩ) Pada percobaan kedua pengisian dan pengosongan kapasitor sama saja seperti percobaan pertama, hanya saja nilai resistor yang diubah. Dari hasil pengamatan, waktu yang digunakan untuk 3

pengisian dan pengosongan kapasitor relatif lebih lama daripada percobaan pertama. Hal ini dikarenakan resistor yang digunakan jauh lebih besar sehingga waktu pengisian dan pengosongan juga lebih lambat daripada percobaan pertama. Jika diamati, terlihat hubungan antara waktu pengisian atau pengosongan kapasitor (t) dengan konstanta pengisian atau pengosongan kapasitor (τ), yaitu waktu pengisian atau pengosongan kapasitor akan berbanding terbalik dengan konstanta waktu pengisian atau pengosongan kapasitor (t = τ = RC). Untuk pengisian kapasitor, didapatkan invtau ( τ) = 0.004888 ± 2.35e-005, lalu untuk mencari nilai C dihitung dengan cara 0.004888 00,5 = 2,0356 mf = 2035, 6μF. Jika dihitung, persentase hasilnya adalah 2035,6 2200 00% = 92,5 %. Persentase toleransi adalah adalah 7,5 %. Gambar 6. Grafik Pengisian Kapasitor (R=00,5kΩ) Untuk pengosongan kapasitor, didapatkan invtau ( τ) = 0.0048948±.95e-005, lalu untuk mencari nilai C dihitung dengan cara 0.0048948 00,5 = 2,0328 mf = 2032, 8μF. Jika dihitung, persentase hasilnya adalah 2032,8 2200 00% = 92,4 %. Persentase toleransi adalah adalah 7,6 %. Hasil perhitungan yang diperoleh pada percobaan kedua (R=00,5kΩ) masih dalam rentang toleransi kapasitor yang bernilai 2200µF±0%. Gambar 7. Grafik Pengosongan Kapasitor (R=00,5kΩ) 4. Kesimpulan Nilai hambatan (baik hambatan yang digunakan maupun hambatan dalam power supply) pada rangkaian pengisian dan pengosongan kapasitor berpengaruh terhadap waktunya. Semakin besar nilai hambatan, maka waktu pengisian dan pengosongan kapasitor akan semakin lambat. Sebaliknya, semakin kecil nilai hambatannya, maka waktu pengisian dan pengosongan kapasitor akan semakin cepat. Dari hasil percobaan diperoleh hasil nilai kapasitas kapasitor pada percobaan pengisian kapasitor untuk R=9,92kΩ adalah 272,6μF (Persentase toleransi,24%). Pada percobaan pengosongan kapasitor untuk R=9,92kΩ adalah 2355,6μF (Persentase toleransi 7,04%). Pada percobaan pengisian kapasitor untuk R=00,5kΩ adalah 2035,6μF (Persentase toleransi 7,5%). Pada percobaan pengosongan kapasitor untuk R=00,5kΩ adalah 2032,8μF (Persentase toleransi 7,6%). Hasil pengukuran dan perhitungan tersebut masih dalam toleransi, yakni 2200µF±0%. Jadi, dapat disimpulkan bahwa percobaan ini berhasil dan teori mengenai pengisian dan pengosongan kapasitor teruji secara eksperimental. Perbedaan hasil pengukuran disebabkan oleh faktor error yaitu ketidaktepatan praktikan pada saat mengamati naiknya tegangan yang masuk ke kapasitor, dan ketidaktepatan praktikan pada saat menekan start/split/stop di stopwatch. Jadi, data yang diperoleh tidak 00% tepat dan sedikit mempengaruhi hasil perhitungan. Faktor yang lain yaitu nilai tegangan pada power supply terkadang 4

berubah-ubah dan tidak stabil, sehingga berpengaruh terhadap jumlah tegangan yang disimpan oleh kapasitor dan menyebabkan hasil percobaan dan perhitungan yang didapatkan tidak tepat 00%. DAFTAR PUSTAKA Djukarna. 204. Modul Pengantar Elektronika: Kapasitor. STKIP Surya. Tangerang. Tim Dosen. 204.Modul Praktikum Pengantar Elektronika: Karakteristik Kapasitor. STKIP Surya.Tangerang. 5